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铈锆固溶体作为三效催化剂的助剂引起了广泛的重视。提高铈锆固溶体的比表面积和储氧性能已成为研究的热点。本文分别采用水热法和氧化共沉淀法制备了高比表面积和高储氧性能的铈锆固溶体。运用XRD、BET、SEM和Raman等对样品进行了表征,通过H2-TPR和CO-He脉冲对样品的氧化还原性能和储氧性能进行评价。
结果表明,水热法制备的铈锆固溶体,在金属离子与尿素摩尔比为1:2.1,在水热温度为130-140℃保持4 h,急冷抽滤先水洗后无水乙醇洗的条件下,Ceo7Zr0.3O2性能最好。550℃焙烧4 h后比表面积达142.6m2/g,900℃焙烧4 h后比表面积为30m2/g,且孔径分布范围较窄。考察添加镧、锶和铋等元素对铈锆固溶体性能的影响,发现镧的添加能显著提高热稳定性,分别经900℃和1050℃焙烧4 h后比表面积仍达81m2/g和27m2/g。铋的添加能提高样品的低温还原性能和储氧能力,还原温度降低为340℃左右,对比铈锆固溶体发现储氧量由650μmo1/g·cat提高到990μmo1/g·cat。锶的添加没有显著效果。采用氧化共沉淀法制备Ce1-x-yZrxBiyO0样品,通过XRD、BET和Raman表征可知,该法制备的样品550℃焙烧后均可形成固溶体,当x>0.15,y>0·2时,高温焙烧后易分相。H2-TPR和CO脉冲测试结果显示Ce0.65Zr0.15Bi0.2O0较易被还原,且1050℃焙烧4 h后储氧量仍可达625μmo1/g·cat,这是由于Bi3+取代了Ce0.65Zr0.15Bi0.2O0中部分Ce4+和Z广形成氧空位,增强了晶格氧的移动性,从而使Ce0.65Zr0.1sBi0.2O0固溶体中的Ce4+和Bi3+同时被还原。